4.1.1. Células procariotas y eucariotas. Sus principales componentes

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Una vez hemos estudiado los distintos tipos de macromoléculas biológicas, las cuales constituyen los principales componentes de la estructura celular, estamos en disposición de abordar un nuevo apartado dentro de esta sección: la biología celular.

Del mismo modo que los ladrillos son los componentes básicos de construcción de un muro, las células son los componentes de construcción de los organismos vivos.

Existe una enorme variedad de células, cada una especializada con una función determinada en el crecimiento, desarrollo y el mantenimiento diario del organismo, pero todas ellas comparten unas características fundamentales.
Entre los diversos tipos de células encontramos las del sistema inmune que nos protegen de infecciones bacterianas, las sanguíneas que transportan oxígeno y nutrientes a todo el organismo o las epiteliales que protegen la superficie del cuerpo y cubren órganos y cavidades corporales.

La célula es considerada la unidad más pequeña de un ser vivo. Cuando varias de ellas del mismo tipo se interconectan compartiendo una función forman un tejido, varios tejidos forman un órgano y varios órganos constituyen un sistema (nervioso, circulatorio, digestivo). Por último, es la unión de varios sistemas que funcionan coordinadamente la que da lugar a un organismo como el ser humano.

Las células se dividen en dos grandes grupos: procariotas y eucariotas. Pero todas ellas poseen cuatro componentes: la membrana plasmática que la protege del exterior, el citoplasma consistente en el citosol con una consistencia gelatinosa sobre el que se encuentran otros componentes celulares, el DNA que contiene la información genética de la célula y los ribosomas que sintetizan proteínas.
Estructura de una célula eucariotaEstructura de una célula procariota













En las células procariotas, el organismo (en la mayoría de las ocasiones unicelular) carece de un núcleo, con lo que el DNA se encuentra en la parte central de la célula denominada nucleoide. A esta categoría pertenecen las bacterias y las arqueas[1].

Por el contrario, las células de protistas[2], de hongos, plantas y animales son eucariotas, las cuales se diferencian de las anteriores al tener un núcleo que engloba su material genético (DNA) rodeado por una membrana, numerosos orgánulos[3] limitados por membranas y varios cromosomas en forma de bastón.

Debido al propósito de este blog, me centraré exclusivamente en los componentes y funciones de las células eucariotas y dentro de éstas en las células animales.


La membrana plasmática

Comenzamos el estudio de los distintos componentes de la célula con la membrana plasmática, la cual separa el contenido interior de la célula del ambiente externo.

Consiste en una bicapa lipídica con numerosas proteínas insertadas en ella, que se encarga del control del paso entre el interior y el exterior de la célula de agua, iones, oxígeno, moléculas orgánicas y la eliminación de desechos como el dióxido de carbono y el amoníaco.
Estructura de la membrana celular

Un ejemplo de membranas plasmáticas especializadas en la tarea de absorción lo constituyen las microvellosidades de la pared del intestino delgado, que absorben los nutrientes de la comida digerida. En el caso de los celíacos, el consumo de gluten (proteína hallada en algunos cereales) produce una respuesta inmune que ataca estas células originando malnutrición, dolor abdominal y diarreas.


El citoplasma

El citoplasma es la región comprendida entre las membranas nuclear y plasmática. Posee una consistencia semisólida y gelatinosa que se denomina citosol, en el que se encuentran suspendidos los orgánulos.

También forman parte del citoplasma el citoesqueleto y varias sustancias bioquímicas, aminoácidos, ácidos grasos y nucleicos, polisacáridos, azúcares simples e iones de calcio, sodio y potasio.
En el citoplasma se producen una gran cantidad de reacciones metabólicas como la síntesis de proteínas.

El núcleo

El núcleo es el orgánulo más prominente de la célula, alberga el DNA y dirige la síntesis de proteínas y ribosomas.

Envoltura nuclear
Se trata de una estructura de doble membrana, en la que tanto la membrana interior como la exterior están formadas por bicapas fosfolipídicas (para recordar en qué consisten estas bicapas, visita la entrada: "Lípidos").
Esta estructura cuenta con un conjunto de poros para facilitar el paso del RNA, moléculas e iones entre el citoplasma y el nucleoplasma.
El nucleoplasma es el fluido semisólido que se localiza en el interior de la membrana nuclear donde se encuentran la cromatina y el nucleolo.

Cromosomas y cromatina
Los cromosomas en las células eucariotas son estructuras del interior del núcleo compuestas de DNA y por tanto, del material genético hereditario.
Cada especie eucariota tiene un número determinado de cromosomas en el núcleo de sus células, que en el caso de los humanos es 46 (23 pares).
Cromatina y estructura del cromosoma

Los cromosomas sólo son distinguibles cuando la célula está a punto de iniciar el proceso de división celular. Cuando la célula se encuentra en las otras fases de su ciclo vital, los cromosomas se unen a unas proteínas (histonas) formando un complejo con aspecto de una madeja enmarañada conocida como cromatina.
La cromatina describe la materia que compone los cromosomas cuando se hallan tanto en estado condensado como no condensado.

Nucleolo
El nucleolo es aquella parte del núcleo que agrega el RNA ribosómico a ciertas proteínas asociadas para ensamblar las subunidades ribosómicas. Estas subunidades se transportan posteriormente al citoplasma donde se unen y de esta manera es cómo el núcleo realiza una de sus principales funciones, la síntesis de ribosomas.


Ribosomas

Son los orgánulos responsables de la síntesis de proteínas. Se componen de dos subunidades: mayor y menor.
Pueden encontrarse formando grupos o de manera individual junto a la cara citoplasmática de la membrana plasmática, del retículo endoplasmático o pegados a la membrana exterior de la envoltura nuclear.
Estructura de los ribosomas
Los ribosomas reciben la orden por parte del núcleo para producir proteínas mediante el DNA que es transcrito en mRNA y éste llega al ribosoma. Allí, el código proporcionado por las bases nitrogenadas del mRNA es traducido en una serie de aminoácidos de acuerdo a un orden específico y constituyendo asi la proteína requerida.

Los ribosomas van a ser abundantes en aquellas células encargadas de sintetizar grandes cantidades de proteínas, como es el caso de las células pancreáticas encargadas de la producción de varias enzimas digestivas.


Mitocondrias

Las mitocondrias, a menudo denominadas las plantas energéticas de las células, se responsabilizan de la producción de Estructura de las mitocondriasla molécula energética más importante de las células: el ATP (trifosfato de adenosina). Esta molécula se origina durante la respiración celular a partir de la energía química de la glucosa y otros nutrientes. Durante este proceso emplea oxígeno y produce dióxido de carbono como residuo que se expulsa del organismo cuando exhalamos en la respiración pulmonar.

Las mitocondrias tienen forma oval con una doble membrana (bicapa fosfolípídica con proteínas insertadas) y poseen sus propios ribosomas y DNA.
Su capa interna tiene una serie de pliegues llamadas crestas mitocondriales rodeadas por la matriz mitocondrial, ambas con diferentes funciones en la respiración celular.


Peroxisomas

Son orgánulos pequeños, esféricos, rodeados por una membrana monocapa.
Desempeñan reacciones de oxidación que descomponen aminoácidos y ácidos grasos, así como la desintoxicación de los venenos que entran en nuestro organismo.
Por ejemplo, los peroxisomas de las células hepáticas son las encargadas de la desintoxicación del alcohol que consumimos.


Vesículas y vacuolas

Son orgánulos en forma de saco cuya función es el transporte y almacenamiento. Las diferencias entre ambas se encuentra fundamentalmente en sus distintos tamaños (las vacuolas son mayores) y en el hecho de que las membranas de las vesículas pueden fusionarse con la membrana plasmática o con las membranas de otros componentes dentro de las células.


Centrosoma

Es un centro organizador de microtúbulos (COMT) localizados cerca de los núcleos de las células animales.
Constan de dos estructuras perpendiculares entre sí, conocidas como centriolos. Estos centriolos son cilindros de nueve tripletes de microtúbulos cada uno.
Estructura del centrosoma

El centrosoma se replica antes de comenzar la división celular y los centriolos desplazan los cromosomas duplicados a los polos opuestos de la célula durante la fase de división.


Lisosomas

Son los depósitos de basura de las células animales. Su pH es más ácido que el del citoplasma, lo que favorece que sus enzimas sean más activas y ayuden a la degradación de ácidos nucleicos, lípidos, polisacáridos e incluso el reciclaje de orgánulos que ya no son necesarios para la célula englobándolos y digiriéndolos.



[1] Microorganismos unicelulares parecidas a las bacterias.
[2] Organismos unicelulares que en ocasiones forman colonias.
[3] Pequeños órganos especializados en funciones celulares, de modo similar a los órganos de nuestro cuerpo.

Fuentes: OpenStax College, Biology. OpenStax College. 30 May 2013.
              http://michelleburden.weebly.com/cell-types-prokaryotes-v-eukaryotes-plant-v-animal.html
              http://cosbiology.pbworks.com/w/page/11556247/Lesson%204-02%20Prokaryotes%20and%20Eukaryotes
              http://ernsstev.com/bilayer-pattern-in-cell-membrane/
              http://www.biologyexams4u.com/2012/11/difference-between-chromatin-and.html#.Vu1BANI7uSp
              http://jptregularbio.pbworks.com/w/page/79985510/Cells
              https://oggisioggino.wordpress.com/2013/11/01/las-celulas-procariotas-y-eucariotas/
              http://www.studyrankers.com/2015/06/cell-the-unit-of-life-class-11th-ncert-solutions.html


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